换热管间距对冷辐射板换热性能的影响

冷辐射空调以较好的热舒适性和较大的节能潜力越来越受到人们重视，但其表面易结露及单位面积制冷能力偏低影响了其工程应用。本文通过建立金属辐射板传热过程模型，分析了辐射板换热管间距排列对换热性能的影响。结果表明：对常规等管间距排列铜管辐射换热表面，在供水温度及流速分别为17℃和0.3 m/s时，对某1.2 m×0.4 m辐射板，当管间距由100 mm降至68 mm时，辐射板表面平均温度和最高温度分别下降0.58、0.76℃,温度不均匀系数分别降低3.56%、9.41%。在此基础上，设计了4排、5排、6排三类共9种变管间距排列辐射板，分别与相应等管间距排列辐射板对比，表面平均温度最高分别下降0.37、0.56、0.36℃,温度不均匀系数最高分别下降19.3%、23.5%、30.3%,换热管变管距排列表面温度更均匀。     

微注塑成型中对流换热系数对熔体充模流动的影响

在熔体流动理论的基础上,通过分析熔体的对流传热机理,并引入对流换热系数模型,对微注塑成型中对流换热系数对熔体充模流动进行了研究。在正方形截面分别为500μm、300μm和200μm的三种长方形微流道中,数值模拟了熔体充模流动,通过与已有实验数据相比较,验证了对流换热系数模型的合理性,并分析了不同的模具温度和熔体温度下,采用常数对流换热系数和对流换热系数模型得到的熔体温度分布及其随微流道特征尺度变化规律。     

锂离子电池仿生树状通道液冷板数值优化

目的 将锂离子电池在5C放电倍率、环境温度298.15 K的工作条件下的最大温度和温差控制在适宜范围内。方法 在锂电池两侧插入带通道的仿生树状液冷板,建立电池模块液冷散热模型。首先验证液冷数值模型的准确性,然后通过正交试验设计研究分支流道角度、入口流速、分支流道宽度和液冷板厚度对冷板散热性能的影响,并通过极差分析对4种影响因素进行重要程度排序,确定最佳的参数组合。结果 经优化后,锂电池的最高温度为302.4 K、温差为3.4 K,满足设计要求,但冷却剂在流动循环过程中存在泄漏风险。结论 提出的树状液冷板满足锂电池热管理性能的要求,优化后电池模块的表面温度在安全范围内,同时电池的温度均匀性显著提高。应选择导热系数高的冷板材料,并注重冷板结构设计,防止冷却剂泄漏。     

肋板式吸附床传热性能的数值模拟

设计了新型肋板式结构吸附床,建立了吸附床在非第一类边界条件的三维传热传质数学模型.应用计算流体动力学中有限控制体积方法对吸附床内传热特性进行了模拟计算,并通过研究吸附床内温度随时间的动态变化,分析了换热流体参数和吸附剂导热系数变化对床层传热特性的影响.计算结果表明,吸附剂的导热系数,换热流体流速、温度对床层传热特性影响显著且肋板式吸附床传热效率高,吸附床内温度分布均匀.     

基于热成像的软包锂电池导热系数测试方法

为给软包锂电池热设计提供准确的导热系数值,提出了一种基于热成像技术的测试方法。通过热像仪记录电池表面温度场的演变数据,可同时反演电池的纵向和面向导热系数,避免了传统接触式表面测温引入的不确定因素。测试了多块不同规格的三元聚合物软包锂电池样品,并对其中一种样品进行了稳态法导热系数测量作为参考。结果显示,纵向和面向导热系数测试的相对标准差均在3%以内,纵向导热系数的测试结果与稳态法测量结果的相对偏差为3.1%,表明该方法具有较高的可靠性,可为电池的热设计提供参考。     

地下换热器传热过程分析

初次冻结前后的导热系数与比热采用等效导热系数和当量比热。相变热计算式中未冻水的质量分数根据土壤的液限、塑限和含水率等求解,计算结果为0.3183。借助有限元软件Autodesk Simulation进行仿真分析,得到结论:流速越大,对流传热膜系数的数值越大;在相同流速的情况下,盐水溶液的对流传热膜系数的数值是乙二醇溶液的2倍。     

地下换热器传热过程分析

初次冻结前后的导热系数与比热采用等效导热系数和当量比热。相变热计算式中未冻水的质量分数根据土壤的液限、塑限和含水率等求解,计算结果为0.3183。借助有限元软件Autodesk Simulation进行仿真分析,得到结论:流速越大,对流传热膜系数的数值越大;在相同流速的情况下,盐水溶液的对流传热膜系数的数值是乙二醇溶液的2倍。     

低温非热平衡圆柱温度分布特性的数值分析与实验

为研究复杂传热条件下,低温非热平衡圆柱表面温度分布特性及相关控制手段,本文以单纯顶部送风为基础,建立了附加局部送风、附加辐射屏两种传热条件下的非热平衡圆柱体的传热模型,通过数值模拟方法分析了该柱体的径向温度梯度、体温度不均匀度、面温度不均匀度等温度特性,并通过实验验证了数值模拟结果的准确性。在此基础上定量分析了不同传热方式和运行参数对温度特性的影响规律,从传热方式、结构设计、运行参数三个角度,提供了控制柱体温度特性的方案。结果发现:相比于只有单纯顶部送风,设置局部喷口送风可使柱体平均温度的降幅提升5.1%,柱体温度不均匀度降幅提升38.3%,同时降低了柱体面温度不均匀度,并将柱体温度梯度控制在近导热面侧;附加低温辐射屏后,对流和辐射的耦合传热可使柱体平均温度降幅减少2.3%,柱体温度不均匀度降幅提升57.5%,同时降低了柱体面温度不均匀度。     

基于Morris方法的纤维复合材料结构件固化均匀性的全局灵敏度分析

纤维增强树脂基复合材料结构件的残余应力问题是制约其在航空航天、汽车和建筑领域大规模应用的关键问题。复合材料固化过程中温度场和固化度场的非均匀性是引起残余热应力和固化收缩应力的重要因素。为了探讨纤维复合材料结构件在固化成型过程中固化工艺温度、热传导系数、对流换热系数及结构件厚度对固化均匀性的敏感程度,采用数值模拟分析了这4个关键参数对温度场和固化度场均匀性的影响规律。模拟结果表明:升高固化工艺温度,复合材料温度场的非均匀性增大,固化度场的非均匀性减小;增大对流换热系数和热传导系数,复合材料温度场和固化度场的非均匀性减小;增加复合材料结构件的厚度,复合材料温度场和固化度场的非均匀性增大。在此基础上,应用Morris全局灵敏度分析方法对4个关键参数对复合材料固化均匀性的影响程度进行定量分析,得到固化均匀性的影响因素按灵敏程度由大到小的顺序为:结构件厚度、热传导系数、固化工艺温度、对流换热系数。     

微尺度下H形分布流道充模流动不平衡特性

为探究微尺度下的充填不平衡与传统注塑的不同,考虑微尺度下的影响充填不平衡的关键因素包括尺度效应、壁面滑移和对流换热,采用聚甲醛(POM),对H形对称分布的半圆形截面微流道系统进行了充模流动数值模拟实验。通过分析浇口处对称点间温差数据,实验结果表明壁面滑移能有效降低对称点间温度差,对充填不平衡有较明显的改善作用。对流换热使流道内熔体的一部分热量通过模具散失,加剧了充填不平衡,且对流换热系数越小,充填不平衡越明显。随着流道尺寸的减小,壁面滑移越明显,对流换热使对称点间温差变小,有利于改善充填不平衡。